三相交流异步电动机保护器的制作方法

xiaoxiao2020-08-01  1

专利名称:三相交流异步电动机保护器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及各种功率的三相交流异步电动机的保护装置。
三相交流异步电动机保护器,传统的产品是JR型继电器,属于机械式保护器,它由双金属片的热变形来断开电动机的控制回路,使电动机失电而停止运转,机械式保护精度低、工作可靠性差、保护效果差,不能对电机实施有效的保护,是属国家规定淘汰的落后产品,为了满足广大电机用户的需求,人们研制了电子式保护器,专利号90226973.9的“电子式三相电动机启动保护器”,它利用磁感应原理,实现缺相、断相、过载保护,但由于保护功能不全,无法实现全方位保护而影响市场推广。
本实用新型的目的在于提供一种全新的电子式三相交流异步电动机保护器,全方位满足保护功能,有足够的精度和灵敏度,可取代其它电机保护器。
根据上述目的,本实用新型的实施方案是该三相交流异步电动机保护器,包括壳体,壳体的顶部装有能绕轴翻起的罩盖,罩盖下边有三对接线端子、工作指示灯、电流设定旋钮,壳体前面设有一组输出端子,背后有后盖板,内部安装有大线路板、小线路板,大线路板上装有电流互感器,以及采样处理电路,其特征在于所述的采样处理电路包括电流取样电路,该电路输出接入整流滤波电路、缺(断)相检测电路、启动延时封锁电路、堵转检测电路;整流滤波电路输出接入电路各部分;缺(断)相检测电路输出接入延时保护电路;启动延时封锁电路输出接入过载检测电路、定时限延时保护电路;堵转检测电路输出接入堵断延时保护电路;延时保护电路、定时限延时保护电路、堵转延时保护电路输出接入输出电路。
所述的电流取样电路由TA1、D4、C4、R1、TA2、D5、C2、R2、TA3、D6、C3、R3组成。
所述的整流滤波电路由TA1、TA2、TA3、D1、D2、D3、C4组成。
所述的缺(断)相检测电路由R1、D7、R5、R2、D8、R3、D9、V1组成。
所述的启动延时封锁电路由R6、LED1、R7、C6、R8、RP2、D11、A、R9、R10、V2、LED2组成。
所述的堵转检测电路由R6、LED1、RP1、D10、R11、RP3、R12、RP4、RP5、C组成。
所述的缺(断)相延时保护电路由C5、R1、R2、R3、R4、D7、D8、D9组成。
所述的过载检测电路由R6、LED1、RP1、D10、R11、RP3、R12、RP4、RP5、B组成。
所述的定时限延时保护电路由R13、C7、D12、R15、R16、R17、D组成。
所述的堵转延时保护电路由R14、C8、D13、R15、R16、R17、D组成。
所述的输出电路由R18、D14、R19、C9、V4、D15、D16、D17、D18、D19组成。
本实用新型与现有技术相比,具有足够的精度和灵敏度,保护功能基本齐全,包括缺相保护、过载保护、启动延时封锁功能、堵转保护功能等,且性能稳定可靠,其安装尺寸和接线方法均与JR型热继电器相同,故可取代被国家规定淘汰的JR型机械式保护产品,市场前景看好。



图1是本实用新型结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是本实用新型电路框图。
图4是本实用新型电路原理图。
以下将结合上述附图对本实用新型之实施例再进行详细说明。
三相交流异步电动机保护器从图1-2可知,有一由酚醛塑料压制成的壳体(1),其外形尺寸和安装尺寸均与JR型热继电器相同,可取代安装,三根输入线、三根输出线用不脱落螺钉和压板直接压接。壳体顶部装有罩盖(4),罩盖的左端有一轴与壳体配合,在接线时可将罩盖绕轴逆时针翻起成垂直状,罩盖既起防尘作用又使外形美观,可在灰尘较多的环境下使用。壳体顶端的罩盖下边有三对(每对二只)接线端子(10)、工作指示灯(6)、电流设定参数的旋钮(7)。接线端子用于将保护器串接于连接电机的三相电源线上。内部安装有大线路板(3)、小线路板(8),工作指示灯和旋钮焊接于小线路板上,小线路板固定于壳体内的槽中。壳体前面设有一组输出端子(9),背后有后盖板(5),输出端子(95-96)为常闭触点,(95-98)为常开触点。大线路板上装有电流互感器(2)及采样处理电器,每只互感器的初级线圈的二端分别与对应的一对接线端子压焊连接。
采样处理电路从图3可知,它阐明了电路工作流程和各部分之间的相互关系。由互感器作为取样元件的电流取样电路(Ⅰ),将三相交流电机的三相电流的大小变化进行采集,将采集的电流信号分四路分别进行处理,第一路由整流滤波电路(Ⅱ)输入电路各部分。第二路缺(断)相检测电路(Ⅲ)将采集到的缺(断)相信号进行检测,经过延时保护电路(Ⅵ)去输出电路(Ⅹ),输出保护电机的动作。第三路是电机启动时进行启动延时封锁电路(Ⅳ),电机运行时对电机进行过载检测(Ⅶ),将检测到的过载信号,经过一个固定时间的延时保护电路(Ⅸ)去输出电路(Ⅹ),输出保护电机的动作。第四路是对采集到的信号进行堵转检测电路(Ⅴ)检测,将检测到的堵转信号经过一段时间的堵转延时保护电路(Ⅷ)去输出电路(Ⅹ),输出保护电机的动作。
通过上述的工作流程的描述可知对烧毁电机的常见基本故障缺相(断相)、过载、堵转本实用新型能进行有效的保护。
电路工作原理从图4可知三相交流异步电动机的三相电流经互感器TA1、TA2、TA3取样,经D1、D2、D3整流,C4滤波作为本电路的工作电源,此工作电压是浮动的。
一、缺(断)相启动检测电路和延时保护电路电机正常启动时,由TA1取样得到的信号电压经D4整流、C1滤波,R1是负载电阻,当R1上端的电位高于V1的e极电位(V1的e极被LED1箝位于2伏左右),D7反向偏置,V1截止。D7、D8、D9、R4组成与门电路。TA2、TA3的情况同TA1,V1截止无输出。
如电源线L1缺相启动时,TA1无信号电压,VR1的压降为0伏,LED1的箝位电压使D7正向偏置,V1正向偏置,V1导通,进而V3导通。晶闸管V4关断。切断电机控制回路,电机得到保护。
R5为V1的偏置电阻,C5的作用是延时,当缺相启动是时,延时1-2秒钟再关断晶闸管V4,对电机实施保护。
二、运行断相检测电路延时保护电路线路与缺相启动延时电路共用。电机在运行时,如电源线L1断相TA1无信号,V1导通,V3导通,关断晶闸管V4,电机得以保护。TA2、TA3的情况同TA1。
三、启动延时封锁电路对于电机过载(即电流过大),采用定时限保护措施。当工作电流大于预定电流的1.2倍时,延时6秒左右。关断晶闸管V4,切断电机的控制回路。实施对电机的保护。
但是,电机启动时,启动电流大于额定电流的1.2倍,经过6秒钟左右。如果此时的启动电流仍大于额定电流的1.2倍,时间一到,晶闸管V4关断,电机被保护而停止运转,其结果是电机不能正常启动。启动延时封锁电路是针对此情况而设置的。
LED1的箝位电压经R8、RP2加至5脚。经R7对C6充电,充电初期,4脚的电位低于5脚,2脚输出截止。工作电压经R9加至LED2,LED2发黄光,V2导通。R10是V2偏置电阻。V2导通,14脚箝位低电平,将过载保护电路封锁。此时不管14脚的输出怎样,皆不能使晶闸管V4关断,随着C6充电电压的升高,当4脚的电位高于5脚时,2脚输出低电平,发黄光的LED2熄灭,V2截止,解除了对14脚的封锁作用。RP2用于调节延时时间的长短。D11是C6的放电通路,封锁时间的长短根据电机的实际情况作相应调节。
四、过载检测保护电路由TA1、TA2、TA3采样得到的工作电压,经R11、RP3、R12、RP4、RP5后作为信号电压加至9、11脚。由RP1、D10组成的比较电压加至8脚。当电机进入正常运行后,9脚的电位低于8脚电位,14脚(启动阶段结束,已解除封锁)输出低电平,D12反偏截止。工作电压经R16、R17分压后加至6脚作为比较电压。如电机过载,当工作电流大于1.2倍额定电流时,9脚的电位高于8脚电位,14脚输出截止。工作电压经R13对C7充电。随着充电电压的升高,D12导通、7脚电位亦逐渐升高。当7脚电位高于6脚的比较电位时,1脚输出截止,工作电压经R18、D14至V3,V3导通,关断晶闸管V4,对电机实施保护。R15为D12、D13的负载电阻。D14起隔离作用。
五、堵转检测保护电路对电机采用定时限保护措施,但要避开电机启动时的大电流,因此设置了启动延时封锁电路,在封锁期间即使很大的启动电流、保护器也不予理睬。如果启动时堵转,堵转电流很大,可达额定电流的6倍左右,只要堵转超过8秒钟,电机就有烧毁的危险。由于启动延时封锁电路的作用,如果设定的启动延时时间加上过载定时限的时间超过8秒的话,则无法对电机实施有效的保护而有烧毁的危险,针对此种情况,特设置堵转保护电路,由RP1取得比较电压加至10脚,由RP5取得的信号电压加至11脚,当11脚的电位高于10脚时,13脚输出截止,工作电压经R14对C8充电,随着C8充电,D13导通,7脚电位升高,当7脚的电位高于6脚时,1脚输出截止。工作电压经R18、D14至V3,V3导通,关断晶闸管V4,实施对电机的保护。
六、输出电路(即晶闸管关断电路)由D16、D17、D18、D19组成的整流电路将正弦波整为正极性的脉动波。R19提供触发电流。晶闸管的导通与关断(截止)受V3控制。V3截止、晶闸管导通,相当于开关闭合。V3导通晶闸管截止,相当于开关分断。D15、C9的作用使晶闸管的工作更可靠。
权利要求1.一种三相交流异步电动机保护器,包括壳体(1),壳体的顶部装有能绕轴翻起的罩盖(4),罩盖下边有三对接线端子(10)、工作指示灯(6)、电流设定旋钮(7),壳体前面设有一组输出端子(9),背后有后盖板(5),内部安装有大线路板(3)、小线路板(8),大线路板上装有电流互感器(2),以及采样处理电路,其特征在于所述的采样处理电路包括电流取样电路(Ⅰ),该电路输出接入整流滤波电路(Ⅱ)、缺(断)相检测电路(Ⅲ)、启动延时封锁电路(Ⅳ)、堵转检测电路(Ⅴ);整流滤波电路(Ⅱ)输出接入电路各部分;缺(断)相检测电路(Ⅲ)输出接入延时保护电路(Ⅵ);启动延时封锁电路(Ⅳ)输出接入过载检测电路(Ⅶ)、定时限延时保护电路(Ⅸ);堵转检测电路(Ⅴ)输出接入堵断延时保护电路(Ⅷ);延时保护电路(Ⅵ)、定时限延时保护电路(Ⅸ)、堵转延时保护电路(Ⅷ)输出接入输出电路(Ⅹ)。
2.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的电流取样电路(Ⅰ)由TA1、D4、C4、R1、TA2、D5、C2、R2、TA3、D6、C3、R3组成。
3.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的整流滤波电路(Ⅱ)由TA1、TA2、TA3、D1、D2、D3、C4组成。
4.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的缺(断)相检测电路(Ⅲ)由R1、D7、R5、R2、D8、R3、D9、V1组成。
5.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的启动延时封锁电路(Ⅳ)由R6、LED1、R7、C6、R8、RP2、D11、A、R9、R10、V2、LED2组成。
6.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的堵转检测电路(Ⅴ)由R6、LED1、RP1、D10、R11、RP3、R12、RP4、RP5、C组成。
7.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的缺(断)相延时保护电路(Ⅵ)由C5、R1、R2、R3、R4、D7、D8、D9组成。
8.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的过载检测电路(Ⅶ)由R6、LED1、RP1、D10、R11、RP3、R12、RP4、RP5、B组成。
9.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的堵转延时保护电路(Ⅷ)由R14、C8、D13、R15、R16、R17、D组成。
10.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的定时限延时保护电路(Ⅸ)由R13、C7、D12、R15、R16、R17、D组成。
11.如权利要求1所述的三相交流异步电动机保护器,其特征在于所述的输出电路(Ⅹ)由R18、D14、R19、C9、V4、D15、D16、D17、D18、D19组成。
专利摘要一种三相交流异步电动机保护器,包括壳体、罩盖、接线端子、工作指示灯、旋钮、输出端子、后盖板、大线路板、小线路板,大线路板上装有电流互感器及由电流取样电路、整流滤波电路、缺(断)相检测及延时保护电路、启动延时封锁及过载控制、定时限延时保护电路、堵转检测及延时保护电路、输出电路组成的采样处理电路。该保护器保护功能基本齐全,具有缺相、过载、启动延时封锁、堵转等保护功能,具有足够的精度和灵敏度,可取代被国家规定淘汰的JP型机械式保护器,市场前景看好。
文档编号H02H7/08GK2454968SQ00259118
公开日2001年10月17日 申请日期2000年11月8日 优先权日2000年11月8日
发明者陶善国 申请人:宁波振华电器有限公司

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